Aliens aus Silizium?

Wie sehen Aliens aus? Außerirdisches Leben könnte ganz anders als unser Leben aufgebaut sein. Vielleicht basiert es auf Silizium. Oder Arancini.

“Jeder dumme Junge kann einen Käfer zertreten. Aber alle Professoren der Welt können keinen herstellen.” Das sagte schon der Philosoph Arthur Schopenhauer. Dieses Zitat drückt sehr gut aus, dass wir immer noch nicht wissen, was Leben eigentlich ist. Leben ist ein faszinierendes Phänomen, das auf der Erde in zahlreichen Formen existiert. Aber was genau definiert Leben?

Im Allgemeinen umfasst es die Fähigkeit, sich zu entwickeln, zu wachsen, sich zu vermehren und auf äußere Reize zu reagieren. Viren spricht man deswegen beispielsweise die Eigenschaft als Lebewesen ab, weil sie sich nicht eigenständig vermehren können. Leben basiert auf einer komplexen, biochemischen Grundlage, die aus einer Vielzahl von Molekülen besteht. Und unter diesen Molekülen nimmt Kohlenstoff die wichtigste Rolle ein. Man kann sagen: Kohlenstoff ist das grundlegende Element des Lebens auf der Erde. Ohne Kohlenstoff gäbe es euch nicht und auch kein anderes Lebewesen auf diesem schönen Planeten.

Kohlenstoff und Wasser sind essentiell für Leben

Die Fähigkeit des Kohlenstoffs, sogenannte starke kovalente Bindungen einzugehen und stabile Moleküle zu bilden, macht ihn ideal für die Komplexität und Vielfalt der biochemischen Prozesse. Kohlenstoff kann bis zu vier chemische Bindungen eingehen und es bildet die Grundstruktur der organischen Moleküle, einschließlich der DNA, Proteine und Kohlenhydrate. Diese Moleküle sind entscheidend für die Funktionsweise von Zellen und den Aufbau des gesamten Organismus.

Wasser ist ebenfalls ein absolut essenzieller Bestandteil des irdischen Lebens. Wasser ist ein sehr gutes Lösungsmittel und spielt deswegen eine große Rolle bei biochemischen Reaktionen. Es ermöglicht zum Beispiel den Transport von Molekülen und die Aufrechterhaltung der Zellen. Darüber hinaus ermöglicht Wasser die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen, die für die Struktur und Stabilität der biologischen Moleküle von großer Bedeutung sind.

Ist das Leben ein Zufall?

Obwohl Kohlenstoff das vorherrschende Element des Lebens auf der Erde ist, spielen auch andere Elemente eine wichtige Rolle. Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und viele andere Elemente sind in verschiedenen biochemischen Prozessen unverzichtbar, denn sie bilden die Grundlage für den Energiehaushalt und den Stoffwechsel in lebenden Organismen, aber die Basis ist Kohlenstoff.

Aber die große Frage ist: War das Zufall, ist es eine rein irdische Entwicklung oder ist das Leben vermutlich überall im Universum kohlenstoffbasiert? Da wir bisher noch kein außerirdisches Leben gefunden haben und nur uns als Studienobjekt haben, kann man hier seiner Fantasie freien Lauf lassen. Und vor allem aus Sci-Fi-Filmen und Romanen kennen wir die Idee, dass Leben auch siliziumbasiert sein könnte, so zum Beispiel der Exogorth aus Star Wars Episode Fünf.

Silizium-Aliens wirklich realistisch?

Und auch die gruseligen Xenomorphe aus der Alien-Serie sind siliziumbasierte Lebensformen. Aber warum gerade Silizium? Silizium weist einige chemische Ähnlichkeiten mit Kohlenstoff auf und wird deswegen oft als vielversprechender Kandidat für eine alternative biochemische Basis betrachtet. Doch wie realistisch ist die Vorstellung von siliziumbasiertem Leben, läuft auf irgendeinem Exoplaneten wirklich der Xenomorph rum?

Vielleicht, denn Silizium ist ein chemisches Element, das sich im Periodensystem direkt unter Kohlenstoff befindet. Es kann ähnlich wie Kohlenstoff bis zu vier Bindungen eingehen und komplexe Moleküle bilden. Siliziumverbindungen wie Silikate kommen in der Natur in großen Mengen vor und bilden den Großteil der Gesteine und Mineralien auf der Erde und vermutlich auch auf vielen Exoplaneten. Das spricht also schon mal dafür, dass statistisch gesehen die Wahrscheinlichkeit nicht gering ist, dass sich Leben auf Siliziumbasis entwickeln könnte.

Silizium-Bindungen sehr stabil

Ein kleines Problem liegt aber in der Stabilität der chemischen Bindungen. Während Kohlenstoffverbindungen leicht gebrochen und wieder gebildet werden können, sind Silizium-Oxygen-Bindungen sehr stabil und schwer zu lösen. Dies würde die Flexibilität und Dynamik der biochemischen Prozesse einschränken, die für das Leben wesentlich sind.

Das könnte bedeuten, dass Siliziumleben vielleicht sehr unflexibel ist und evolutionäre Prozesse nur im absoluten Schneckentempo vonstattengehen könnten. Das wiederum lässt es unwahrscheinlich erscheinen, dass eine intelligente außerirdische Spezies, die ja nach allem, was wir wissen, eine lange Evolution durchgemacht haben müsste, auf Silizium basiert.

Methan statt Wasser

Außerdem gibt es auch nur begrenzte Möglichkeiten für Silizium mit einem Lösungsmittel zu interagieren. Wasser, das ja auf der Erde als Lösungsmittel für biochemische Reaktionen dient, könnte in einer siliziumbasierten Biochemie nicht in der gleichen Weise verwendet werden. Funktioniert einfach nicht.

Als Alternative könnte aber zum Beispiel flüssiges Methan fungieren und wie wir ja aus unserem eigenen Sonnensystem wissen, existiert das auf fremden Himmelskörpern. Der Saturnmond Titan ist übersät mit Seen und Ozeanen aus Methan. Wenn wir irgendwann den Titan genauer untersuchen und dort Lebensformen finden, wird es also interessant, ob dieses Leben vielleicht siliziumbasiert ist und als Lösungsmittel Methan verwendet.

Das wäre dann natürlich ein sehr starkes Indiz dafür, dass dies auch überall im Kosmos geschehen sein könnte. Die Existenz von siliziumbasiertem Leben in unserem Universum ist also möglich, aber es braucht sehr spezielle Bedingungen, eben wie auf dem Titan, eher kalte Orte mit dichter Atmosphäre und flüssigem Methan und wahrscheinlich wäre ein solches Alien-Siliziumleben mangels schneller, flexibler Evolution eher ein bisschen primitiv.

Aber warum nur über Silizium nachdenken?

Das Universum ist gigantisch, wir sprechen allein in unserer Milchstraße von mindestens mehreren hundert Milliarden Planeten. Also warum sollte es nicht noch alternative biochemische Systeme geben, die auf anderen Elementen als Kohlenstoff oder Silizium basieren? Einige Elemente, die potenziell eine Rolle im außerirdischen Leben spielen könnten, hatten wir ja schon: Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Phosphor und Schwefel zum Beispiel. Diese Elemente sind auch auf der Erde weit verbreitet. Sie stellen zwar nicht die Basis des Lebens dar, spielen aber eine wichtige Rolle.

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Was ist zum Beispiel mit stickstoffbasiertem Leben? Stickstoff ist ein vielseitiges Element und kann stabile Verbindungen eingehen. Stickstoffverbindungen wie Ammoniak könnten als Lösungsmittel dienen, ähnlich wie Wasser bei kohlenstoffbasiertem Leben. Und es gibt Hinweise darauf, dass bestimmte Mikroorganismen auf der Erde in stickstoffreichen Umgebungen existieren können. Es ist ein wenig zweifelhaft, ob stickstoffbasiertes Leben in der Lage wäre, die Komplexität und Vielfalt des Lebens auf der Erde, zu erreichen – aber primitive stickstoffbasierte Alien-Lebensformen auf irgendeinem mit Ammoniak gefluteten Exoplaneten. Klar, warum nicht? Und das Spiel kann man mit sehr vielen weiteren Elementen treiben: Phosphorbasiertes Leben. Möglich. Bor, Schwefel, Arsen und sogar Metalle wie Eisen könnten alternative biochemische Grundlagen bilden.

Wir wissen es schlicht nicht, da wir Leben nur von der Erde kennen und eine Statistik mit nur einer Vergleichsgröße ist wenig aussagekräftig. Wir können nur von den chemischen Grundlagen ausgehen und die sagen uns, dass Leben theoretisch auf einer Vielzahl von Grundlagen basieren kann. Unsere derzeitigen Methoden und Techniken zur Entdeckung von außerirdischem Leben sind allerdings vor allem auf kohlenstoffbasiertes Leben ausgerichtet und die Frage ist, ob wir uns damit nicht ein wenig die Möglichkeit verbauen, außerirdisches Leben zu finden.

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